مشکل انفجار صوتی - کاترینا کاوری
-
0:07 - 0:11انسان برای قرنها شیفته و مجذوب سرعت بوده.
-
0:11 - 0:15تاریخ پیشرفت بشر
همواره پرشتاب بوده است، -
0:15 - 0:19و یکی از مهمترین دستاوردهای انسان
در این عصر تاریخی -
0:19 - 0:22شکستن دیوار صوتی بود.
-
0:22 - 0:25مدت کوتاهی پس از اولین پرواز
موفقیتآمیز هواپیما، -
0:25 - 0:30خلبانان مشتاق شدند تا
هواپیمایشان سریع و سریعتر حرکت کند. -
0:30 - 0:32اما با اینکار تلاطم هواپیما افزایش یافته
-
0:32 - 0:38و نیروهای مقاوم بزرگ بر هواپیما
از سرعت بیشتر جلوگیری میکرد. -
0:38 - 0:42برخی تلاش کردند با شیرجه
خطرناک مشکل را دور بزنن،د -
0:42 - 0:44که اغلب نتایج غم انگیزی داشت.
-
0:44 - 0:48آخر سر، در سال ۱۹۴۷، طراحی پیشرفت کرد،
-
0:48 - 0:52و این تثبیت کننده افقی قابل حرکت بود،
که دم هواپیمای کاملاً متحرک شد، -
0:52 - 0:56و اجازه داد که خلبان ارتش آمریکا
به نام چاک ییگر -
0:56 - 1:04با هواپیمایBell X-1 با سرعت
۱٫۱۲۷ کیلومتر بر ساعت حرکت پرواز کند. -
1:04 - 1:07و اولین کسی شد که دیوار صوتی را شکست
-
1:07 - 1:10و از سرعت صوت سریعتر سفر کرد.
-
1:10 - 1:14Bell X-1 اولین هواپیما از تعداد زیادی
هواپیمای مافوق صوت بود که پس از آن آمدند، -
1:14 - 1:18و طرحهایی که به سرعت بیش از ۳ ماخ رسیدند.
(نسبت سرعت جسمی در سیال به سرعت صوت) -
1:18 - 1:22هواپیماهایی که مافوق سرعت حرکت میکنند
امواج شوک درست میکنند -
1:22 - 1:26همراه با صدایی شبیه رعد و برق
که بمب صوتی خوانده می شود، -
1:26 - 1:29که میتواند ناراحتیهایی برای
مردم و حیوانات در آن پائین ایجاد کند -
1:29 - 1:31حتی میتواند به ساختمانها آسیب برساند.
-
1:31 - 1:32به همین دلیل،
-
1:32 - 1:35دانشمندان در سراسر جهان که
به دنبال بمبهای صوتی هستند، -
1:35 - 1:38تلاش میکنند تا مسیر آنها
را در جو پیش بینی کنند، -
1:38 - 1:42کجا آنها پایان مییابند،
و صدای آنها چقدر بلند خواهد بود. -
1:42 - 1:45برای درک بهترچگونگی مطالعه بمبهای صوتی،
-
1:45 - 1:48بگذارید با برخی از
خاصیتهای اصلی صدا شروع کنیم. -
1:48 - 1:52تصور کنید که یک سنگ کوچک
در آب یک برکه پرتاب کنید. -
1:52 - 1:53چه چیزی را میبینید؟
-
1:53 - 1:56سنگ باعث میشود که امواج در آب
-
1:56 - 1:59با سرعتی ثابت در همه جهتها حرکت کند.
-
1:59 - 2:03شعاع دایرهها بزرگتر و بزرگتر میشود
و به آن جبهه موج میگویند. -
2:03 - 2:06مشابه آن،
حتی با اینکه نمیتوانیم آن را ببینیم، -
2:06 - 2:09یک منبع ثابت صدا،
مانند استریوی خانگی، -
2:09 - 2:12امواج صوتی را میسازد
که در اطراف حرکت میکنند. -
2:12 - 2:14سرعت امواج بستگی به عواملی
-
2:14 - 2:18مانند ارتفاع و دمای هوایی که
صدا در آن حرکت میکند دارد. -
2:18 - 2:24در سطح دریا، صوت با سرعت
۱٫۲۲۵ کیلومتر بر ساعت حرکت میکند. -
2:24 - 2:27اما به جای حرکت در سطح دو بُعدی،
-
2:27 - 2:31جبه امواج بشکل کرههای متحدالشکل
حرکت میکنند، -
2:31 - 2:36با صدایی که شعاع آن
عمود بر این امواج هستند. -
2:36 - 2:40حال یک منبع صدای در حال حرکت،
مانند سوت قطار را تصور کنید. -
2:40 - 2:43همانطور که منبع صدا
در جهت معینی حرکت میکند، -
2:43 - 2:48موج های متوالی در مقابل آن تبدیل به
دستهای خواهد شد که به هم نزدیک میشوند. -
2:48 - 2:53فرکانس این موج بزرگتر باعث
ایجاد اثرمشهور دوپلر میشود، -
2:53 - 2:56که در آن جسمی که نزدیک میشود
صدای بلندتری ایجاد میکند. -
2:56 - 3:00اما تا زمانی که منبع صوت
سرعتی کمتر امواج خود صدا دارد، -
3:00 - 3:03آنها با هم باقی میمانند.
-
3:03 - 3:08هنگامی که جسمی مافوق صوت، سریع تر از
صدایی که میسازد درحرکت است، -
3:08 - 3:11وضعیت کاملاً تغییر میکند.
-
3:11 - 3:13جسم از امواجی که خود ساخته، سبقت میگیرد،
-
3:13 - 3:16و همزمان امواج جدیدی از
موقعیت فعلیاش تولید میکند، -
3:16 - 3:20امواج به هم فشرده شده
و یک ماخ مخرطی ایجاد میکنند. -
3:20 - 3:23ناظر با نزدیک شدن جسم هیچ صدایی نمیشنود
-
3:23 - 3:28زیرا جسم سریعتر از صوت خود حرکت میکند.
-
3:28 - 3:33تنها پس از اینکه جسم رد شد
ناظر صدای بمب صوتی را میشنود. -
3:33 - 3:37جایی که مخروط ماخ با زمین برخورد میکند،
یک هذلولی شکل میگیرد، -
3:37 - 3:41با رفتن به جلو دنباله ای به نام
بستر بمب صوتی ایجاد میکند. -
3:41 - 3:46این امکان را برای تعیین
منطقه تحت تاثیر بمب صوتی ایجاد میکند. -
3:46 - 3:49در مورد اینکه بفهمیم که یک
بمب صوتی چقدر قوی خواهد بود چطور؟ -
3:49 - 3:53این به حل معادلات دیفرانسیل معروف
«ناویر-استوکس» بستگی دارد -
3:53 - 3:56تا تغییرات فشار هوا را
-
3:56 - 4:00با توجه به هواپیمای مافوق صوتی که
در آن پرواز میکند، بیابیم. -
4:00 - 4:04این نتایج ناشی از فشار
به نام N-موج (N-wave) شناخته شده است. -
4:04 - 4:05این شکل به چه معناست؟
-
4:05 - 4:10خوب، انفجار صوتی هنگامی که تغییری
ناگهانی در فشاربوجود آید رخ می دهد، -
4:10 - 4:12و N-موج شامل دو غرش هست:
-
4:12 - 4:15یکی برای افزایش فشار اولیه
در دماغه هواپیما، -
4:15 - 4:18و دیگری برای زمانی که
دم هواپیما عبور میکند، -
4:18 - 4:21و فشار ناگهان
به حالت عادی باز می گردد. -
4:21 - 4:23این باعث ایجاد دو غرش میشود،
-
4:23 - 4:27اما معمولا گوشهای انسان آن را
تنها به صورت یک صدا میشنود. -
4:27 - 4:30استفاده از این اصول در مدلهای کامپیوتری
-
4:30 - 4:34اغلب میتواند محل و شدت بمب صوتی را برای
-
4:34 - 4:38با توجه شرایط اتمسفر
و خط مسیر پرواز پییش بینی کند، -
4:38 - 4:41و تحقیقاتی برای
کاهش اترات آن در حال انجام هست. -
4:41 - 4:46در این میان، پرواز مافوق صوت
بر روی زمین همچنان ممنوع است. -
4:46 - 4:49خُب، آیا بمب صوتی اخیراً ایجاد شده است؟
-
4:49 - 4:50دقیقاً نه.
-
4:50 - 4:53در حالیکه سعی داریم
راههایی برای خاموشی آن بیابیم، -
4:53 - 4:56تعداد کمی از حیوانات
از بمب صوتی به نفع خود استفاده می کنند. -
4:56 - 5:01دیپلودکس غول پیکر میتوانست
دُم خودش را سریعتر از صوت تکان بدهد، -
5:01 - 5:08بیش از ۱٫۲۰۰ کیلومتر بر ثانیه،
از شکارچیان محفوظ بماند. -
5:08 - 5:12همچنین برخی از انواع میگو میتوانند
شوک مشابهی را در زیرآب ایجاد کنند، -
5:12 - 5:16که سبب گیج کردن
و یا حتی کشتن شکارچی در فاصلهای مشخص -
5:16 - 5:20تنها با به هم زدن ناگهانی
پنجههای بزرگشان میشود. -
5:20 - 5:22خب در حالی که ما انسانها پیشرفت بزرگی
-
5:22 - 5:25در تعقیب بی امان سرعت داشتهایم،
-
5:25 - 5:27ولی معلوم شد که طبیعت
از ابتدا این پدیده را داشت.
- Title:
- مشکل انفجار صوتی - کاترینا کاوری
- Speaker:
- Katerina Kaouri
- Description:
-
درس کامل را در اینجا ببینید:
http://ed.ted.com/lessons/what-causes-sonic-booms-katerina-kaouriاشیایی که پروازی سریعتر از سرعت صوت دارند (مانند هواپیماهای واقعاً سریع) یک موج شوک همراه با سروصدایی رعد و برق مانند ایجاد میکنند: انفجار صوتی. این صداهای هولناک میتواند مردم و حیوانات را ناراحت کند و حتی آسیب به ساختمانهای اطراف برسانند . کاترینا کاوری جزئیات اینکه چگونه دانشمندان با استفاده از ریاضی برای پیش بینی مسیر انفجار صوتی در جو، محلی که با زمین برخورد خواهد کرد و چقدر صدای آنها بلند خواهد بود را توضیح میدهد.
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TED-Ed
- Duration:
- 05:44
soheila Jafari approved Persian subtitles for The sonic boom problem | ||
Ali Hosseini edited Persian subtitles for The sonic boom problem | ||
Ali Hosseini accepted Persian subtitles for The sonic boom problem | ||
Ali Hosseini edited Persian subtitles for The sonic boom problem | ||
Ali Hosseini edited Persian subtitles for The sonic boom problem | ||
Ali Hosseini edited Persian subtitles for The sonic boom problem | ||
Ali Hosseini edited Persian subtitles for The sonic boom problem | ||
soheila Jafari edited Persian subtitles for The sonic boom problem |